干细胞移植对骨关节炎的作用机制与临床研究

骨关节炎 (osteoarthritis，OA)是中老年患者和关节负荷较大的运动员中常见的慢性退行性关节疾病，以关节软骨变性破坏、软骨下骨硬化、滑膜增生为主要病理特点。随着我国人口老龄化，发病人群的不断增加，骨关节炎致残率高，所造成的巨大社会经济负担。

OA早、中期，患者可通过减轻体重或佩戴支具来减轻受累关节负荷 ，口服 NSAIDs也可以缓解患者症状。上述治疗手段主要以缓解症状为主，并不能阻止OA进展。OA进展至晚期仍需进行关节置换手术，关节置换手术虽然能够改善患者症状，但其存在着多种并发症，例如假体松动、感染、假体周围骨折等。

目前，如何修复OA软骨损伤，恢复关节功能是OA治疗的难点。虽然自体培养的软骨细胞移植已被成功用于修复损伤软骨。但体外培养软骨细胞存在去分化现象，并伴随软骨特异性基因表达下降，从而影响其治疗效果。间充质干细胞 (mesenehymalstemcells，MSCs)作为一种具有多向分化潜能的种子细胞，逐渐显示出在治疗OA软骨病变中的优势。

干细胞移植发挥的作用

OA作为一种炎性疾病，病变局部存在明显炎症反应。炎症反应导致滑膜内皮细胞层肥厚，巨噬细胞含量增多，从而大量分泌促炎因子诱导关节软骨损伤。MSCs独特的自我复制、多向分化、免疫调节等功能，在OA中能发挥以下作用：

①MSCs能够分泌多种酶和营养因子，其中包括生长因子、细胞因子、趋化因子等，发挥抗凋亡，抗纤维化，抗氧化，抗炎，促进新生血管生成等作用，促进局部受损组织自身修复能力，从而达到治疗目的。

②体外研究显示骨髓和脂肪来源的MSCs与软骨细胞在体外共培养，能够增强软骨细胞增生能力以及细胞外基质合成，并能够显著降低软骨细胞纤维化、增生等特异性标记物的表达，降低软骨细胞凋亡数量。

③MSCs分泌前列腺素E2，调节软骨细胞、滑膜细胞炎性因子表达，下调白细胞介素18、白细胞介素6和白细胞介素8水平。另一项研究也显示MSCs能够下调关节滑膜细胞白细胞介 素1β、金属蛋白酶1和金属蛋白酶13表达水平。

试验研究

Lee等人应用关节腔内注射MSCs透明质酸悬液治疗小型猪股骨髁软骨缺损，注射后6周及 12周进行检测。与单纯应用透明质酸及生理盐水对照组相比，实验组软骨缺损部位组织愈合及形态学上均有较好的改善，并且在缺损修复部位可见大量的MSCs。

DesandoG 等学者制作了前交又韧带切除的膝关节OA家兔模型，研究结果显示在半月板组织和滑膜组织内可见标记的MSCs，而未在软骨表面及内部观察到标记细胞。但软骨破坏、骨赘形成和软骨下骨硬化程度都较对照组明显减轻。

临床应用

人类OA发病相对缓慢，大约经历15～30年的时间。因此给 MSCs的应用提供了较为有利的条件。一系列在研和已完成的临床研究提示MSCs能够改善患者疼痛、关节功能以及生活质量 。 

Yong、GonKoh分别报道18例及25例膝关节OA患者在实施关节镜清理后采用关节腔内注射自体 干细胞移植治疗，随访2年，结果显示患者WOMAC、Lysholm及 VAS疼痛评分都得到改善。

总  结：随着对 MSCs特性、临床前期和临床应用研究的不断深入，以干细胞移植为基础的再生医学逐步显示出其在OA治疗中的优势。

说明：本文案例均摘录于文献，仅用于科普干细胞相关知识，不作为医疗建议。